În ultimul deceniu, telescoapele robotice au atras atenția astronomilor către exploziile ciudate a unor stele care ar putea aduce la lumină caracteristici fizice neobișnuite. O echipă internațională a scos la lumină o supernova a cărei origine nu poate fi explicată de nici un mecanism cunoscut anterior și care promite cunoaşterea unor aspecte cu totul noi în ce priveşte exploziile stelare.
SN 2005E a fost reperată pentru prima oară pe 13 ianuarie 2005, in galaxia învecinată NGC1032. De atunci, cercetătorii au condus varii observaţii ale acesteia utilizând telescoape diferite, inclusiv Keck, cel mai mare telescop, de la Mauna Kea, Hawaii. Analizând datele colectate, modelarea teoretică şi interpretarea au condus către concluzia că SN2005E nu este o supernovă tipică.
Supernovele rezultă din colapsul unor stele foarte masive sau prin detonarea termonucleară pe suprafața unor pitice albe compuse în principal din carbon și oxigen.
”Dar aceasta, adică SN2005E, deși pare să fie dintr-un sistemul unei pitice albe, este lipsită de carbon și oxigen. În schimb, este bogată în heliu. Este … surprinzător, diferit”, afirmă Dae-Sik Moon, de la departamentul de astronomie și astrofizică al Universității Toronto.
Explozia unei supernove este cel mai energetic și strălucitor eveniment care se produce în Univers, a spus Moon. Un astfel de eveniment ne oferă multă informație, nu doar despre modul în care stelele mor, dar și spre înțelegerea originii vieții și expansiunea universului”. Se crede că elementele cele mai grele sunt create în stele și răspândite prin exploziile supernovelor. De asemenea, oamenii de știință utilizează luminozitatea supernovelor pentru a face estimări privind accelerația universului.
Dar supernova SN 2005E, descoperită acum 5 ani de către Telescopul de scanare automată Katzman (KAIT), de la Universitatea din California, Berkeley, este una dintre cele opt supernove cunoscute ca fiind foarte bogate în calciu.
”Detectând tot mai multe supernove, am descoperit și unele bizare care pot prezenta mecanisme fizice diferite comparat cu cele două tipuri foarte bine cunoscute, sau pot fi doar variații ale unei teme standard”, afirmă Alex Filippenko, director KAIT și profesor de astronomie la Berkeley. ”Dar SN 2005E a fost un tip diferit de ”bang!”. Aceasta, precum și alte supernove bogate în calciu par să aparțină unui alte clase.”
SN 2005E se distinge de cele două clase principale de supernove. Astfel: tipul de supernovă Ia considerat a fi stele pitice albe, vechi care au agregat materie dintr-un companion până ce s-a produs explozia termonucleară care le-au distrus în întregime pe amândouă; și tipul Ib/c sau Tipul II de supernovă, considerat a fi reprezentat de stele fierbinți, masive și cu viață scurtă, care explodează și lasă în urmă găuri negre sau stele neutronice.
Echipa de astronomi, conduși de Hagai Perets, de la centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizică și Avishay Gal-Yam de la Institutul de Știință Weizmann din Rehovot, Israel, a prezentat evidența că steaua originală a fost o pitică albă cu masă mică ce a furat heliu de la un companion binar până ce temperatura și presiunea au declanșat explozia termonucleară – o masivă bombă de fuziune – care a spulberat cel puțin straturile exterioare ale stelei și probabil a distrus întreaga stea.
Cercetătorii au calculat că aproximativ jumătate din masa aruncată a fost calciu, ceea ce înseamnă că o pereche de asemenea supernove la fiecare 100 de ani ar fi de ajuns pentru a produce marea abundență de calciu observat în galaxii, cum este galaxia noastră, iar calciul este o componentă prezentă în orice vietate de pe Terra.
Asta a fost SN2005E, care a ajuns cam acum 110 milioane de ani în urmă în galaxia spirală NGC1032 din constelația Cetus, care a atras inițial atenția lui Perets, Gal-Yam și colegilor lor. Utilizând informațiile oferite de Filippenko și Li, precum și cele de la Observatorul Keck din Hawaii, Observatorul Palomar din Los Angeles și Observatorul din Liverpool (UK), ei au creat o imagine detaliată a exploziei. Cantitatea mică a masei ejectate în explozie, estimată a fi cam 30% din masa Soarelui nostru, precum și faptul că galaxia în care explozia a survenit era bătrână, cu câteva stele gigant fierbinți – i-a condus pe cercetători la concluzia că în această explozie a fost implicată o pitică albă cu masă redusă.
Mai mult, noua supernovă descoperită a ejectat, în mod neobișnuit, masă cu înalt nivel de calciu și titaniu radioactiv, care sunt produsele unei reacții nucleare care implică mai degrabă heliu decât carbon și oxigen, loc comun în cazul supernovelor de tip Ia.
”Cunoaștem că SN2005E provine din explozia unei stele vechi de masă joasă datorită locației sale specifice, către exteriorul unei galaxii fără formarea recentă a unor stele”, a spus Filippenko. ”Iar prezența calciului în cantități atât de mari în gazul ejectat ne spune că heliul trebuie să fi fost epuizat într-o explozie nucleară”
Interesant este că o echipă de cercetători de la Universitatea Hiroshima din Japonia afirmă în același număr al publicației Natura, că SN2005E este o stea masivă originală sau progenitor, ce are 8 până la 12 mase solare și care a suferit un colaps al miezului similar unei supernova de Tip II.
”Este o situație ciudată, confuză!”, a spus Filippenko. ”Dar sperăm ca, prin identificarea mai multor exemple ale acestei subclase, precum și a altor supernove neobișnuite, prin urmărirea acestora în detaliu, să găsim noi variațiuni pe această temă și să obținem o mai bună înțelegere a fizicii acestora”.
Să rezumăm:
Filippenko și Weidong Li de la Universitatea Berkeley au fost primii care au raportat în 2003 o supernova neobișnuită, foarte bogată în calciu și – de atunci – KAIT a descoperit alte câteva supernove, incluzând SN2005E, pe 13 ianuarie 2005. Pentru că aceste supernove, precum tipul Ib, arată evidența heliului în spectrul lor imediat după explozie, și pentru că în stadiile târzii ele prezintă puternice linii de emisie a calciului, astronomii de la UC Berkeley au fost primii care s-au referit la această supernove, ca fiind de tip Ib.
Autorii acestui studiu notează că, dacă aceste 8 supernove bogate în calciu sunt primele exemple ale unui tip nou, dar comun de supernove, ei pot da răspunsuri unor probleme încâlcite: abundența calciului în galaxii și viața pe Terra, precum și concentrările de pozitroni, perechea anti-materie a electronului – din centrul galaxiilor. Cea din urmă poate fi rezultatul descompunerii titaniului-44 (produs cu abundență în acest tip de supernovă), către scandiu-44 și un pozitron, anterior descompunerii scandiului în calciu-44. Cea mai populară explicație pentru prezența prezența pozitronului este descompunerea presupusei materii negre în inima galaxiilor.
”Materia neagră ar putea exista sau nu, a spus Gal Yam, dar pozitronii pot la fel de bine să fie luați în calcul pentru acest al treilea tip de supernova”.
Filippenko și Li au speranța identificării– de către KAIT și alte telescoape robotice – în galaxiile îndepărtate a unor noi exemple de supernove bogate în calciu sau supernove neobișnuite.
”Câmpul de cercetare al supernovelor se află chiar acum în explozie, dacă îmi permiteți jocul de cuvinte”, a glumit Filippenko. ”Multe supernove cu proprietăți noi, neobișnuite, au fost găsite, fixându-ne atenția spre varietatea mare în mecanismele fizice prin care natura a ales să ca stelele să explodeze”.
Sursa: DailyGalaxy
Crișan Petru Ciprian
